Modeling of the Protection Current/Potential Distribution

U radu je prezentirano korištenje numeričkih metoda za proračun raspodjele zaštitnih struja/potencijala u sustavima katodne zaštite s galvanskim anodama. Analizirana je kombinirana metoda BEM/FEM, tj. kombinacija metode rubnih i konačnih elemenata. Sustav katodne zaštite je vrlo učinkovit sustav za zaštitu podzemnih metalnih objekata od korozije. Optimalno i tehnički korektno definiranje raspodjele zaštitne struje predstavlja najvažniju fazu kod projektiranja sustava katodne zaštite. Određivanje raspodjele zaštitnih struja/potencijala u sustavima katodne zaštite temelji se na rješavanju Laplaceove jednadžbe uz korištenje adekvatnih, prethodno definiranih rubnih uvjeta. Ovi uvjeti su definirani preko analitičkih izraza za funkcionalne odnose između gustoća zaštitnih struja i potencijala na elektrodnim površinama, odnosno na granicama elektroda/elektrolit. Na istom objektu za kojeg su urađeni numerički proračuni izvršena su i mjerenja raspodjele zaštitnih potencijala tijekom vremena eksploatacije. Eksperimentalni podaci, koji su dobiveni tijekom puštanja sustava u funkciju te namjenski pravljenih periodičnih mjerenja tijekom održavanja sustava uspoređeni su s numerički dobivenim vrijednostima.The use of numerical methods for calculation of protection current/potential distribution in cathodic protection systems with galvanic anodes is presented in this paper. The coupled BEM/FEM method has been analysed, i.e. a combination of the Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM). The cathodic protection system is a very efficient system for the protection of underground metal structures from corrosion. The most important phase of the projecting of the cathodic protection system is the optimally and technically correct defining of protection current distribution.. The calculation of protection current/potential distribution in cathodic protection systems is based on solving Laplace’s equation using adequate, previously defined, boundary conditions. These conditions are defined by using analytical expressions for the functional relationship between protection current and potential on electrode surfaces, or the electrode/electrolyte boundary. On the same structure for which the numerical calculations were made, measurements of protection potential distribution during the time of exploitation have been taken. Experimental data acquired during the start of system operations, together with intentional periodical measurements during system maintenance, are compared with data acquired by numerical calculations

Modeling of the Protection Current/Potential Distribution

U radu je prezentirano korištenje numeričkih metoda za proračun raspodjele zaštitnih struja/potencijala u sustavima katodne zaštite s galvanskim anodama. Analizirana je kombinirana metoda BEM/FEM, tj. kombinacija metode rubnih i konačnih elemenata. Sustav katodne zaštite je vrlo učinkovit sustav za zaštitu podzemnih metalnih objekata od korozije. Optimalno i tehnički korektno definiranje raspodjele zaštitne struje predstavlja najvažniju fazu kod projektiranja sustava katodne zaštite. Određivanje raspodjele zaštitnih struja/potencijala u sustavima katodne zaštite temelji se na rješavanju Laplaceove jednadžbe uz korištenje adekvatnih, prethodno definiranih rubnih uvjeta. Ovi uvjeti su definirani preko analitičkih izraza za funkcionalne odnose između gustoća zaštitnih struja i potencijala na elektrodnim površinama, odnosno na granicama elektroda/elektrolit. Na istom objektu za kojeg su urađeni numerički proračuni izvršena su i mjerenja raspodjele zaštitnih potencijala tijekom vremena eksploatacije. Eksperimentalni podaci, koji su dobiveni tijekom puštanja sustava u funkciju te namjenski pravljenih periodičnih mjerenja tijekom održavanja sustava uspoređeni su s numerički dobivenim vrijednostima.The use of numerical methods for calculation of protection current/potential distribution in cathodic protection systems with galvanic anodes is presented in this paper. The coupled BEM/FEM method has been analysed, i.e. a combination of the Boundary Element Method (BEM) and the Finite Element Method (FEM). The cathodic protection system is a very efficient system for the protection of underground metal structures from corrosion. The most important phase of the projecting of the cathodic protection system is the optimally and technically correct defining of protection current distribution.. The calculation of protection current/potential distribution in cathodic protection systems is based on solving Laplace’s equation using adequate, previously defined, boundary conditions. These conditions are defined by using analytical expressions for the functional relationship between protection current and potential on electrode surfaces, or the electrode/electrolyte boundary. On the same structure for which the numerical calculations were made, measurements of protection potential distribution during the time of exploitation have been taken. Experimental data acquired during the start of system operations, together with intentional periodical measurements during system maintenance, are compared with data acquired by numerical calculations